ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Степени свободы и условия связи из "Теория механизмов и машин " Звенья. Механизм представляет собой совокупность тел, связанных между собой подвижно. Каждое из тел, входящих в состав механизма и состоящих очень часто из комплекса неподвижно сочлененных между собой деталей, называется звеном. Звенья могут обладать различными физическими свойствами. Как правило, механизм составлен из твердых тел, расстояние между двумя произвольно вы- бранными точками которых остается постоянным, т. е. может считаться не зависящим ни от времени, ни от действующих на звено сил. В таком случае звено называют жестким. [c.37] Изображая жесткие звенья на схемах механизмов, обычно отвлекаются от их конструктивных форм и отмечают только их геометрические особенности. Например, главный шатун У-образного двигателя (рис. 1.1,6) на кинематической схеме изображается в виде треугольника с вершинами, лежащими на осях втулок (рис. 1.1, а). [c.37] Наряду с жесткими звеньями в механизме нужно различать еще упругие и гибкие звенья. [c.37] В качестве упругих звеньев в механизмах используются различного вида пружины и рессоры, металло-резиновые соединения и др. Воздух или газ, заключенный в пространстве с переменным объемом, необходимо также рассматривать как упругое звено. На рис. 1.2 показаны две схемы механизмов с упругими звеньями. В механизме по схеме рис. 1.2, а в составной шатун вмонтированы пружины, длина которых может изменяться под действием сил, приложенных в точках Л и В. Свойство упругости в данном случае может проявляться только в движении. При неподвижно закрепленных точках А VI В шатун будет вести себя как твердое тело. [c.37] Воздух, заключенный в полости шатуна (рис. 1.2, б), закрытой поршнем, обладает таким же свойством, как и пружина, т. е. сжимается под действием сил, действующих в точках Л и В. [c.37] Таким образом, свойство упругих звеньев, деформируемость, проявляется только при наличии сил, действующих на звенья. [c.37] К гибким звеньям относятся канаты, ремни, цепи и пр. с их помощью можно связывать между собой отдельные звенья механизма, как это имеет место, например, в механизмах мостовых кранов, экскаваторах, механизмах приводов и др. Указанные звенья могут переносить движение от одного жесткого звена механизма к другому лишь в том случае, если вдоль них действуют растягивающие силы, т. е. они оказываются односторонне действующими. [c.38] Свойствами гибких звеньев — переносить движение от одного жесткого звена к другому — обладают также жидкость и система твердых тел в объемной гидростатической (рис. 1.3, а) и шариковой передачах (рис. 1.3, б). Отличительной особенностью этих тел является то, что они могут работа-п только на сжатие. [c.38] В особых случаях при расчетах должна быть принята во внимание упругость гибких звеньев, т. е. возможность растягиваться (у канатов и цепей) и сжиматься (у жидкости). [c.38] Степени свободы. Твердое тело в пространстве (рис. 1.4, а) может иметь шесть независимых движений три поступательных вдоль координатных осей х, у, г и три вращательных вокруг координатных осей или им параллельных. Если рассматривается п независимых тел (звеньев), то их общее число степеней свободы, очевидно, равно 6 п. [c.38] Тело в плоском движении обладает тремя степенями свободы (рис. 1.4, б). [c.38] ВИЯМИ СВЯЗИ. Кроме этого, будем различать стационарные и нестационарные связи. [c.39] При изучении механизмов можно ограничиться рассмотрением лишь тех ограничений, которые налагаются на относительное движение звеньев. [c.39] Тогда абсолютные движения звеньев будут движениями относительно стойки (станины). [c.39] Точку одного звена можно заставить двигаться по поверхности (рис. 1.5, а) или линии (рис. 1,5, б) на другом звене или закрепить ее на нем неподвижно (рис. 1.5, в). [c.39] В каждом из этих случаев мы уничтожаем одно, два или три независимых поступательных движения, налагая одно, два или три условия связи соответственно. [c.39] Поверхность описывается одним уравнением г = I х, у) кривая, как геометрическое место пересе 1ения двух поверхностей — двумя уравнениями г = (х, у) я г = /г х, уУ, наконец, неподвижная точка может быть задана либо тремя координатами, либо как точка пересечения кривой г = /1 х, у), г = 2 х, у) и поверхности — г = 3 х, у). Корни уравнений определяют координаты точки. [c.39] Ограничения, наложенные в трех рассмотренных случаях, имеют геометрический смысл, поэтому условия связи можно назвать геометрическими. Вследствие того, что геометрические связи не зависят от времени, их можно определить так же, как стационарные связи. [c.39] Совокупность налагаемых условий связи на относительное движение соединяемых звеньев может быть выражена системой уравнений аналитической геометрии. В этой системе уравнений, которая описывает условия связи и должна быть использована для определения трех линейных координат какой-либо точки звена и трех угловыг координат его, число уравнений, недостающее до шести, определяет число степеней свободы. [c.40] В результате наложения кинематической связи на систему шки--ВОВ, обладающих в общем двумя степенями свободы, получилась, связанная система с одной степенью свободы. [c.41] Вернуться к основной статье